O bóson de Higgs - "O estudo de suas propriedades está apenas começando"

O bóson de Higgs é um ingrediente essencial do Modelo Padrão da física de partículas , a teoria que descreve todas conhecidaspartículas elementares e suas interações. O mecanismo Brout-Englert-Higgs , através do qual a existência do bóson de Higgs foi predito, é acreditado para dar massa a todas as partículas elementares. É a medida mais precisa da massa do bóson de Higgs e ainda entre as medições mais precisas realizadas no LHC até o momento.

Hoje durante a 50ª sessão do "Rencontres de Moriond" em La Thuile Itália, ATLAS e CMS apresentou pela primeira vez uma combinação de seus resultados sobre a massa do bóson de Higgs. A massa combinada do Higgs Higgs é mH = 125,09 ± 0,24 (0,21 stat. ± 0,11 sist.) GeV , o que corresponde a uma precisão de medição de melhor que 0,2%.

"A colaboração é realmente parte do DNA da nossa organização", disse o diretor-geral CERN1 Rolf Heuer. "Estou muito feliz por ver tantos físicos brilhantes de ATLAS e CMS unir forças pela primeira vez para obter esta medida importante no LHC."

O bóson de Higgs decai em várias partículas diferentes. Para esta medida, os resultados dos dois canais de decaimento que melhor revelam a massa do bóson de Higgs foram combinados (bóson de Higgs decaindo a dois fótons e 4 léptons, léptons sendo elétron ou múon aqui). Cada experiência tem encontrado algumas centenas de eventos no Higgs ao canal de fótons e algumas dezenas no Higgs ao canal de léptons, usando os dados recolhidos no LHC em 2011 e 2012 em energias massa centro-of-de 7 e 8 TeV, tendo examinaram cerca de 4000 trillion colisões próton-próton. Os dois trabalharam juntos colaborações e avaliação das análises e sua combinação. Especialistas das análises e das diferentes partes dos detectores que desempenham um papel importante nesta medição foram estreitamente envolvidas.

"O bóson de Higgs foi descoberta no LHC em 2012 e o estudo de suas propriedades está apenas começando. Através da partilha de esforços entre a ATLAS e CMS, vamos entender essa partícula fascinante com mais detalhes e estudar o seu comportamento ", disse o porta-voz do CMS Tiziano Camporesi.

"CMS e ATLAS usam tecnologias diferentes detectores e diferentes análises detalhadas para determinar a massa de Higgs. As medições feitas pelos experimentos são bastante consistentes, e nós aprendemos muito, trabalhando em conjunto, o que nos está em boa posição para novas combinações ", disse o porta-voz do ATLAS Dave Charlton.

O Modelo Padrão não prever a massa do bóson de Higgs em si e, portanto, deve ser medido experimentalmente. No entanto, uma vez fornecido com uma massa de Higgs, o Modelo Padrão não fazer previsões para todas as outras propriedades do bóson de Higgs, que podem então ser testadas pelos experimentos. Esta combinação de massa representa o primeiro passo no sentido de uma combinação de outras medidas de Higgs propriedades de Higgs, que envolvem também os outros decaimentos.

"Enquanto nós estamos nos preparando para reiniciar o LHC, é admirável a notar a precisão já alcançada pelos dois experimentos e a compatibilidade dos seus resultados. Isso é muito promissor para LHC Run 2", disse o CERN Diretor de Pesquisa Sergio Bertolucci.

Este resultado foi alcançado, reunindo os físicos das colaborações ATLAS e CMS, representando em conjunto mais de 5.000 cientistas de mais de 50 países diferentes.

Até agora, as medições cada vez mais precisas dos dois experimentos demonstraram que todas as propriedades observadas do bóson de Higgs, incluindo seu spin, paridade e interações com outras partículas são coerentes com o Modelo Padrão bóson de Higgs.Com a próxima combinação de outros Run um Higgs resultados dos dois experimentos e com maior energia e mais colisões para vir durante LHC Run 2, os físicos esperam aumentar ainda mais a precisão da massa do bóson de Higgs e explorar com mais detalhes as propriedades da partícula.

Durante Run 2, eles serão capazes de combinar seus resultados imediatamente e, assim, aumentar a sensibilidade do LHC para efeitos que poderiam alusão a nova física além do Modelo Padrão.

O bóson de Higgs é importante para a nossa teoria fundamental da física atual, uma vez que explica por que os blocos de construção elementares da matéria tem uma massa em tudo. A existência do bóson de Higgs foi previsto em 1964 e é nomeado após o físico britânico Peter Higgs. É a última peça do quebra-cabeça que tem faltado a partir do Modelo Padrão da física e sua função é dar outras partículas elementares sua massa. De acordo com a teoria, o chamado campo de Higgs se estende por todo o universo. A massa de partículas elementares individuais é determinada pela medida em que eles interagem com os bósons de Higgs.

Por um lado, a partícula de Higgs é a última falta a partir do Modelo Padrão da física de partículas componente. Por outro lado, os físicos estão se esforçando para compreender a massa detectada do bóson de Higgs. "Usando nossa teoria na sua forma actual, a massa do bóson de Higgs só pode ser explicado como o resultado de um ajuste fino aleatória das constantes físicas do universo a um nível de precisão de um em um quatrilhão", explica Matthias Neubert , diretor do Instituto Cornell for High-Energy Fenomenologia.

A imagem no topo da página mostra a visão de Hubble de cluster de galáxias de grande massa MACS J0717that mostra a localização de matéria escura na massa no cluster e região circunvizinha.

Crédito: NASA, ESA, Harald Ebeling (Universidade do Havaí em Manoa) e Jean-Paul Kneib (LAM)

The Daily Galaxy via CERN